Войти
| нитрилаза 1 | |
|---|---|
 | |
| Идентификаторы | |
| Символ | NIT1 |
| Ген NCBI | 4817 |
| HGNC | 7828 |
| OMIM | 604618 |
| PDB | 3IVZ |
| RefSeq | NM_005600 |
| UniProt | Q86X76 |
| Другие данные | |
| Locus | Chr. 1 ферменты pter-qter |
нитрилазы (нитриламиногидролаза; EC 3.5.5.1 ) катализируют гидролиз <37 от нитрилов до карбоновых кислот и аммиака без образования «свободных» амидных промежуточных соединений. Нитрилазы участвуют в биосинтезе природных продуктов и посттрансляционных модификациях у растений, животных, грибов и некоторых прокариот. Нитрилазы также можно использовать в качестве катализаторов в препаративной органической химии. Среди прочего, нитрилазы использовались для разделения рацемических смесей. Нитрилазу не следует путать с нитрилгидратазой (нитрилгидролазой; EC 4.2.1.84 ), которая гидролизует нитрилы до амидов. Нитрилгидратазы почти всегда коэкспрессируются с амидазой, которая превращает амид в карбоновую кислоту. Следовательно, иногда бывает трудно отличить активность нитрилазы от активности нитрилгидратазы и амидазы.
Нитрилаза была первой был открыт в начале 1960-х годов благодаря его способности катализировать гидратацию нитрила до карбоновой кислоты. Хотя в то время было известно, что нитрилаза может действовать с широкой субстратной специфичностью при продуцировании соответствующей кислоты, более поздние исследования сообщили о первой активности NHase (нитрилгидратазы ), проявляемой нитрилазой. То есть соединения амида также могут быть образованы посредством гидролиза нитрила . Дальнейшие исследования выявили несколько условий, которые способствуют образованию амида, которые описаны ниже.
Конверсия превращения общего нитрила в амид или карбоновую кислоту облегчается с помощью нитрилазы. Ниже приводится список стадий, участвующих в преобразовании общего нитрильного соединения с помощью нитрилазы:
Активный центр термоактивной нитрилазы из Pyrococcus abyssi, детализирующий каталитическую триаду Lys-Cys-Glu, ответственную за расщепление связей C-N. К сожалению, попытки кристаллизовать фермент с помощью фумаро- или малононитрила оказались неэффективными, поэтому связывающий мотив остается неизвестным. Большинство нитрилаз состоят из одного полипептида в диапазоне от 32 до 45 кДа, и его структура представляет собой ⍺-β-β-складку. Предпочтительной формой фермента является большая нить, состоящая из 6-26 субъединиц. Нитрилаза использует lys -cys -glu каталитическую триаду, которая важна для ее функции активного центра и повышения его характеристики.
Структура термоактивной нитрилазы из P. abyssi состоит из 2-кратно симметричного димера, в котором каждая субъединица содержит 262 остатка. Подобно другим нитрилазам в семействе нитрилаз, каждая субъединица имеет ⍺-β-β-сэндвич-складку; когда две субъединицы объединяются и взаимодействуют, белок образует структуру «суперсэндвич» (⍺-β-β-⍺-⍺-β-β-). Для димеризации С-концы каждой субъединицы выходят из ядра и взаимодействуют друг с другом, и это в значительной степени стало возможным благодаря солевым мостикам, образованным между остатки аргинина и глутамата.
Хотя точный механизм связывания с нитрильным субстратом все еще остается неизвестным, путем сравнения последовательности и структуры с другими нитрилазами была определена каталитическая триада состоит из Glu 42, Lys 113 и Cys 146. С помощью программ моделирования белков Glu 42 был каталитическим основанием при активации нуклеофила (Cys 146) на основании относительно короткого расстояния между O в Glu и S в Cys. Аналогичным образом, Lys 113 считается каталитической кислотой, ответственной за перенос протонов к субстрату.
Нитрилазы играют важную роль во взаимодействиях между растениями и микробами для защиты, детоксикация, использование азота и синтез растительных гормонов. У растений есть две различимые группы в отношении специфичности субстрата: группы с высокой гидролитической активностью по отношению к арилацетонитрилам и группы с высокой активностью по отношению к β-циано- L -аланину. NIT1, 2 и 3 из A. thaliana являются примерами первой группы растительных нитрилаз (арилацетонитрилазы ), которые гидролизуют нитрилы, образующиеся в процессе синтеза или разложения цианогенных гликозидов и глюкозинолатов. Субстраты арилцетонитрила для этих конкретных ферментов состоят из фенилпропионитрила и других продуктов, являющихся результатом метаболизма глюкозинолатов. Однако NIT4 относится ко второй группе растительных нитрилаз и имеет решающее значение для детоксикации цианидов в растениях.
Более того, микробы также потенциально могут использовать нитрилазу для детоксикации и усвоения нитрилов и цианидов, которые существуют в растительная среда. Примером этого является β-циано- L -аланиннитрилаза растительной бактерии P. fluorescens SBW25. Хотя неизвестно, сталкивается ли эта растительная бактерия с токсичными уровнями β-циано--аланина в естественных условиях, активность нитрилазы наблюдалась в цианогенных растениях; таким образом, кажется, что нитрилаза служит преобладающим механизмом для детоксикации цианида вместо β-циано--аланина. Другое бактериальное применение нитрилаз, продуцируемых ассоциированными с растениями микроорганизмами, включает расщепление растительных нитрилов на источник углерода и азота. P. fluorescens EBC191 гидролизует многие арилацетонитрилы, а именно манделонитрил, который служит защитой от травоядных.
